建筑太阳能在多层住宅工程中的应用

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引言

　　作为可再生能源的太阳能热利用技术是实施我国“节能降耗”战略的重要途径。近年来，建筑工程中的太阳能热水系统安装往往自成系统，并作为建筑的后置设备进行安装，造成太阳能热水器在建筑上布置极为不合理，其固定、防风、避雷等安全措施也得不到保障，也给城市景观、建筑的安全使用带来极为不利的影响。为使太阳能热水系统安全可靠、性能稳定，且与建筑和周边环境协调统一，就需要推广建筑太阳能一体化施工。所谓建筑太阳能一体化施工，就是将太阳能的产品及构件与建筑同步设计，同步施工，同步验收；并做到与建筑进行有机的结合。

　　河北省邢台市位于河北省南部，日照时数2800小时，年太阳能辐射量大于3500兆焦耳／平方米，属太阳能资源较丰富地区之一。远在70年代市民就开始安装多种形式的太阳能热水器。目前有太阳能热水器生产企业20余家，年产太阳能集热面积18万m²，可满足1200万m²民用建筑的需求。本地的河北晶龙集团是世界最大的单晶硅生产基地，被国家科技部认定为“国家火炬计划宁晋太阳能硅材料产业基地”；河北光源太阳能公司是省级高新技术企业，拥有13项国家专利，达到了国内外先进水平；河北三环太阳能有限公司被列为河北省太阳能利用科研基地，2006年河北省独家首批通过国家CGC产品质量认证。这些资源为实施建筑太阳能一体化施工，打造“太阳能建筑城”提供了有利的技术保障。

　　邢台市温馨家园住宅小区工程建筑总面积283256m²，单体建筑35幢，该小区工程全部采用太阳能淋浴给水系统，单体太阳能集热器3408台。为减少在太阳能系统安装施工过程中极易出现的破坏屋面防水、固定刚度不足等问题，按设计要求实行建筑太阳能一体化施工，以做到建筑施工与太阳能系统施工有机结合，并提高太阳能系统地安全性、建筑物的整体外观质量和美观程度。

　　1、建筑太阳能一体化设计

　　邢台市温馨家园住宅小区邢台市建筑设计研究院设计。设计部门首先对该拟建住宅小区进行周围环境的实地考察，包括建筑所处地点纬度、年日照时间、年太阳辐射强度、年环境温度等；然后对其建筑功能（最高日热水量、供水方式、用水温度、用水点位置等）以及热水器安装条件（场地面积、形状、建筑结构承载力、遮挡情况等）进行了充分的论证；提出了建筑样样能一体化的初步设计方案。

　　1.1 民用建筑太阳能热水系统设计要点及主要设计步骤

　　根据《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》中（以下简称GB50364-2005）建筑给排水专业人员在太阳能企业技术人员的配合下，依据规范GB50364-2005的要求，对太阳能热水系统进行设计，同时并应符合国家其它现行有关标准的要求。

　　1.2 太阳能热水系统类型的确定：

　　设计人员根据整个小区建筑物的平面布置、立面效果以及结构形式等综合因素，依据规范GB50364-2005表4.2.6选择系统类型，选择其类型、色泽和安装位置，做到建筑物整体及周围环境相协调。

　　该小区统一采购邢台市某太阳能公司生产的真空管太阳能集热器，管材为铝塑复合管新型材料（屋面部分管道均用聚乙烯发泡保温材料保温），连接方式为热熔连接，室内管道明装。

　　2、建筑太阳能一体化施工

　　2.1 施工组织

　　参建各方（主要是监理、施工企业）建立健全质量技术管理体系。明确施工技术质量控制措施，确保满足设计质量要求；建筑太阳能由具有太阳能安装专业施工资质的队伍施工并制定专项施工方案组织施工。要求认真执行技术交底制度，了解安装系统的技术控制要点以及管道连接、防腐防冻等重要工序的质量控制，对容易出现的质量通病做好预控，避免出现固定不牢、破坏防水层、出现渗漏等质量问题。

　　通过技术培训及设计交底，提高现场质量管理人员的技术素质和责任意识。对于设计内容不详实或未通过政策、技术性施工图纸审查的，不能组织施工。施工前应对太阳能热水器的规格尺寸、管道井、固定预埋件、系统布置、节点做法、防雷设置等内容作详细了解，严格按图纸中所选用的做法图集进行施工质量预控，确保太阳能系统与建筑结构结合合理、安装维修方便和使用安全。

　　施工前检查太阳能系统设备材料及配件质量证明文件，并对集热器的生产厂家、规格等进行批量验收检验，并做详细记录，保证原材料及成品的质量。

　　2.2 施工工艺与方法

　　竖向墙外明装管道的施工工艺流程：太阳能系统给水管、溢流管背后土建质量检查验收→安装→水压试验一验收；屋面管道、集热器施工工艺流程：预埋固定件检查→集热器安装固定→连接管道→通水检查→防腐保温及防雷施工→系统验收

　　2.3 质量检查

　　与太阳能集热器连接并穿越防水层的管道，周围加做防水附加层，泛水高度以及细部处理按规范《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242--2002）要求执行。

　　集热器方位设置要合理，一般是朝向正南或南偏西5°；安装倾角与工程所在地的地理纬度基本相同，集热器多排矩阵布置时，前后两排间要留出适当距离，一般为前排垂直高度的2倍左右。集热器的固定应与结构施工时的预埋件作可靠连接，如果出现后置埋件，则需要做拉拔试验，保证太阳能系统的抗风能力。

　　太阳能热水器按图纸要求设置避雷装置，并与建筑避雷网带做可靠连接，不得直接使用热水器作为接闪器。

　　3、太阳能系统检查与验收

　　3.1 施工资料

　　经对小区内每一项建筑太阳能工程的资料检查，施工用成品、半成品等材料的质量合格证明文件齐全有效，通水、水质检验报告以及其它验收资料符合相关规定及要求。

　　3.2 安装外观质量

　　经对小区内每栋住宅工程中的太阳能热水器安装部分进行全数检查。没有发现施工质量不合格或存在使用安全隐患的项目，集热器位置、间距等尺寸符合设计要求，防风、防腐、防冻、防雷以及固定形式能满足使用要求。集热器固定支架根部与周围屋面防水结合合理，细部做法符合要求。

　　4、结论

　　4.1 在质量技术措施可靠的前提下，建筑太阳能一体化的施工质量能够得到保证。

　　4.2 建筑太阳能一体化是把太阳能的利用纳入工程的总体设计中来，把建筑、技术和美学融为一体，太阳能设施成为建筑的一部分，相互间有机结合，取代了传统太阳能的结构所造成的对建筑的外观形象的影响。

　　4.3 太阳能与建筑一体化是将太阳能利用设施与建筑有机结合，避免了二次安装，降低了成本。同时能够节约煤炭、电力资源，减少二氧化硫、灰尘等排放物对空气的污染。太阳能与建筑一体化是未来太阳能技术发展的方向。